微型核电池

 

　　现在随着移动互联网的深入发展手机已经成为人们手中必备的一款电子产品，但是现在比较头痛的问题就是手机电池的续航问题依旧让很多网友感觉头痛，现在的手机基本上都是一天一充电非常麻烦，虽然现在都在说石墨烯电池但是已经这么久了还是没有看见石墨烯电池的影子。

　　这让很多网友想起来之前有人提到过的微型核电池，这种理念是在1999年被科学家提出来的也不算是什么新鲜的概念了。这种电池的工作原理其实是说得通的，但是因为涉及到核电方面让很多人担心这款电池就算是真的出来那安全不安全，人们永远将自己的安全性放在第一位。这款电池区别于核电站核裂变生称的电能。所谓的微型核电池，其实并不是利用核裂变转化为电能的原理，而是利用放射性同位素的衰变来产生能量。

　　像这位网友提到的20年不断电的核电池，应该是此前外媒提到的一种民用氚电池，产电的原理根本不需要经过热量转换。这种电池使用的所谓“核原料”是氢的同位素氚，它的原子核由一个质子和两个中子构成，又被称为超重氢。

　　这是一种放射性物质，会发生β衰变，放出高速移动的电子，即β射线，同时转变成氦3。这种电池就是直接利用氚的衰变产生的β射线，让这些高速电子射入半导体中，从而产生了微弱的电流。

　　具体原理来说，氚在β衰变中，原子核内一个中子转变为一个质子，同时释放一个电子，即β粒子。氚放出的高能电子束在穿过窗口通道后进入捕获层，在通过p-n结的有效区域期间，半导体材料内部电子将被β粒子激发到激发态，形成电子-空穴对，由于p-n结内部的内建电场作用，电子和空穴将被分离到p-n结两端，从而形成宏观电压。如果在p-n结两段形成回路的话就产生了电流。

　　由于这个机制类似于光生伏特效应，所以才用β衰变作为能量源的核电池也被称为贝塔伏特电池。同时由于氚的半衰期长达12.43年，因此这种电池可以在长时间内持续提供电池。但它产生的电流不大，只适合应用于那些耗电较低但需要超长时间不间断供电的场合，比如内置医疗设备的供电，以及军事或者太空用途。

　　为何无法量产?

　　那么既然是有可行性的，那么目前为何没有见到量产的核电池呢?

　　1、首先便是安全性上，“核”这个词，大家已经不是很陌生了，在很多新闻中也都见过，比如“核电站爆炸”啦，“核弹将毁灭人类”啦，“核泄漏制造出了新怪物”啦，似乎“核”就是危险的代名词一般，在核电站附近的居民甚至会达到谈“核”色变的程度。

　　而正是由于人们对于核能潜意识里的忌惮，也就导致了核能的民用进展一直以来都非常缓慢，所以即便在实验室中已经实现了核电池的研发，科学家依然要对其进行漫长的安全评估，同时还要用更长的时间去进行宣传，以消除人们的疑虑。如果没有做好安全评估，那么恐怕即便是量产了，也不会有人敢用。引用一条比较有趣的段子：“普通电池发热：我去要没电;核电池发热：我去要炸!”

　　2、其次还是安全性，我们知道，核电池想要应用在手机中，是有尺寸限制的，即便目前的核电池避开核裂变，利用放射性同位素的核衰变，来减小其危险性，但是对于手机这种耗电量不大的设备来说，会导致核能释放的能量只能在有限的空间内释放出来，从而造成热量不能及时转换或导出，那么随着时间的积累，极有可能发生电池破裂或爆炸的危险。

　　3.另外，依然是因为安全性，在同位素的选择上，虽然目前在自然界探明或人造的放射性同位素很多，但基于辐射类型、辐射安全性、能量稳定性、半衰期和价格等因素的考虑，科学家目前仍未找到令人满意的材料，所谓的氚，也不过可以看成是过度元素而已。

　　4、最后，小编想说的是，别看电池......一款手机，你真的可以用20年吗?这能续航20年的核电池，会不会有些太浪费了?